bmp085

bmp085bmp085 气压传感器，BMP085，在测量海拔高度时，传统的做法是通过测量某一高度的大气压力，再经过换算才能得到高度数据。为了测量大气压力，就得用上气压传感器，下面就来讨论一下气压传感器的应用。气压传感器是压力传感器中的一种，它专用于测量气体的绝对压强。目前市场上能见到的气压传感器有很多种，下面就以市场上常见的Bosch公司推出的BMP085来进行讨论。BMP085不仅可以实时的测量大气压力，还能测量实时温度。同时它还具有IIC总线的接口，便于单片机进行访问。另外它的使用也很方便，不需要太多的操作就可读...

bmp085 气压传感器，BMP085，在测量海拔高度时，传统的做法是通过测量某一高度的大气压力，再经过换算才能得到高度数据。为了测量大气压力，就得用上气压传感器，下面就来讨论一下气压传感器的应用。气压传感器是压力传感器中的一种，它专用于测量气体的绝对压强。目前市场上能见到的气压传感器有很多种，下面就以市场上常见的Bosch公司推出的BMP085来进行讨论。BMP085不仅可以实时的测量大气压力，还能测量实时温度。同时它还具有IIC总线的接口，便于单片机进行访问。另外它的使用也很方便，不需要太多的操作就可读取到气压及测量数据。 BMP085采用强大的8脚陶瓷无引线芯片承载(LCC)超薄封装，它性能卓越，内置有校准补偿，绝对精度最低可以达到0.03hPa(0.25米)，并且耗电极低，只有3μA。气压测量范围从300hPa到1100hPa，换算成高度为海拔9000米到500米。下图是其封装外形和引脚排列。引脚各功能如下:1脚(GND)接电源地，2脚(EOC)为完成转换输出，3脚(VDDA)为正电源，4脚(VDDD)为数字正电源，5脚为空，6脚(SCL)为IIC的时钟端，7脚(SDA)为IIC的数据端，8脚(XCLR)为主清除信号输入端，低电平有效，用来复位BMP085和初始化寄存器和控制器，在不用的情况下可以空置。 BMP085的工作电压为1.8V~3.6V，典型工作电压为2.5V，其与单片机相连的典型电路如下图所示。从上图中可以看到，BMP085内包含有电阻式压力传感器、AD转换器和控制单元，其中控制单元包括了EEPROM和IIC接口。读取BMP085时会直接传送没有经过补偿的温度值和压力值。而在EEPROM中则储存了176位单独的校准数据，这些数据将对读取的温度压力值进行补偿。176位的EEPROM被划分为11个字，每个字16位，这样就包含有11个校准系数。每个器件模块都有自己单独的校准系数，在第一次计算温度压力数据之前，单片机就应该先读出读出EEPROM中的这些校准数据，然后再开始采集数据温度和压力数据。和所有的IIC总线器件一样，BMP085也有一个器件的固定地址，根据其数据手册，出厂时默认BMP085的从机地址为0xEE(写入方向)，或0xEF(读出方向)。温度数据UT和压力数据UP都存储在寄存器的第0到15位之中，压力数据UP的精度还可扩展至16~19位。上图中左边是Bosch公司技术手册上提供的读取顺序的流程图，右边是EEPROM中的校准数据。从流程图中可以看出，单片机发送开始信号启动温度和压力测量，经过一定的转换时间(4.5ms)后，从IIC接口读出结果。为了将温度的单位换算成?和将压力的单位换算成hPa，需要用到EEPROM中的校准数据来进行补偿计算，这些数据也可以从IIC接口读出。事实上，EEPROM中的这些校准数据应该在程序初始化的时候就读出，以方便后面的计算。在同一个采样周期中BMP085可以采128次压力值和1次温度值，并且这些值在读取后会被及时更新掉。若不想等待到最大转化时间之后才读取数据，可以有效利用BMP085的输出管脚EOC来检查转化是否完毕。若为1 表示转换完成，为0表示转换正在进行中。要得到温度或气压的值，必须要访问地址为0xF4的控制寄存器。它根据写入数据的不同，回应的值也不一样，具体如下表所示。从图中可以看出，要获得温度数据，必须先向控制寄存器(地址0xF4)写0x2E，然后等待至少4.5ms，才可以从地址0xF6和0xF7读取十六位的温度数据。同样，要获得气压数据，必须先向控制寄存器(地址0xF4)写0x34，然后等待至少4.5ms，才可以从地址0xF6和0xF7读取16位的气压数据，若要扩展分辨率，还可继续读取0xF8(XLSB)扩展16位数据到19位。获取到的数据还要根据EEPROM中的校准数据来进行补偿后才能用，EEPROM的数据读取可根据上图中的地址来进行，地址从0xAA~0xBF，具体的补偿算法可参看官方的数据手册，这里就不赘述了。下面以一个例子来看一下BMP085的具体应用。例子:利用单片机读取来自BMP085的温度和气压数据，并把它们通过LCD1602显示出来。 BMP085的SDA、SCL端分别接到ATMega16的TWI端(PC1、PC0)，EOC和XCLR端悬空，LCD1602的接法与前面的一致。参考代码如下。 #include //=========================定义从器件地址和读写方式 ============================= #define rd_device_add 0xef //即11101111，1110111是BMP085器件的固定地址，最后的1表示对从器件进行读操作 #define wr_device_add 0xee //即11101110，1110111是BMP085器件的固定地址，最后的0表示对从器件时行写操作 //===============================TWI状态定义 ================================== #define START 0x08 #define RE_START 0x10 #define MT_SLA_ACK 0x18 #define MT_SLA_NOACK 0x20 #define MT_DATA_ACK 0x28 #define MT_DATA_NOACK 0x30 #define MR_SLA_ACK 0x40 #define MR_SLA_NOACK 0x48 #define MR_DATA_ACK 0x50 #define MR_DATA_NOACK 0x58 //=============================常用TWI操作定义 ================================ #define Start() (TWCR=(1< 检测 LCD忙信号子函数 ================ void WaitForEnable(void) { unsigned char val; DataPort=0xff; //数据线电平拉高 LCM_RS_0; //选择指令寄存器 LCM_RW_1; //选择写方式 __asm("NOP"); //调用汇编指令延时一个空指令周期，等待稳定 LCM_EN_1; //使能端拉高电平 __asm("NOP"); __asm("NOP"); //调用汇编指令延时两个空指令周期，等待稳定 DDRA=0x00; //改变数据线方向成输入 val=PINA; //读取数据 while(val&Busy) val=PINA; //当DB7位为1时表示忙，循环检测 LCM_EN_0; //忙信号结束，拉低使能端电平 DDRA=0xff; //改变数据线方向成输出 } //================写数据到LCD子函数================= void LcdWriteData(unsigned char dataW) //写数据dataW到LCD中 { WaitForEnable(); //检测忙信号 LCM_RS_1; //选择数据寄存器 LCM_RW_0; //选择读方式 __asm("NOP"); //调用汇编指令延时一个空指令周期，等待稳定 DataPort=dataW; //把显示数据送到数据线上 __asm("NOP"); //调用汇编指令延时一个空指令周期，等待稳定 LCM_EN_1; //使能端拉高电平 __asm("NOP"); __asm("NOP"); //调用汇编指令延时两个空指令周期，等待稳定 LCM_EN_0; //拉低使能端，执行写入动作 } //================写命令到LCD子函数================ void LcdWriteCommand(unsigned char CMD,unsigned char Attribc) //写命令CMD到LCD中，Arribc为1时检测忙信号，否则不检测 { if(Attribc) WaitForEnable(); //检测忙信号 LCM_RS_0; //选择指令寄存器 LCM_RW_0; //选择写方式 __asm("NOP"); //调用汇编指令延时一个空指令周期，等待稳定 DataPort=CMD; //把命令数据送到数据线上 __asm("NOP"); //调用汇编指令延时一个空指令周期，等待稳定 LCM_EN_1; //使能端拉高电平 __asm("NOP"); __asm("NOP"); //调用汇编指令延时两个空指令周期，等待稳定 LCM_EN_0; //拉低使能端，执行写入动作 } //================显示光标定位子函数================ void LocateXY(char posx,char posy) //定位位置到地址x列y行 { unsigned char temp; temp=posx&0x0f; //屏蔽高4位,限定x坐标的范围为0~15 posy&=0x01; //屏蔽高7位,限定y坐标的范围为0~1 if(posy) temp|=0x40; //若要显示的是第二行，则地址码+0x40，因为第二行起始地址为0x40 temp|=0x80; //指令码为地址码+0x80，因为写DDRAM时DB7恒为1(即0x80) LcdWriteCommand(temp,1); //把temp写入LCD中，检测忙信号 } //===========显示指定座标的一个字符子函数============ void DisplayOneChar(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char Wdata) //在x列y行处显示变量Wdata中的一个字符 { LocateXY(x,y); //定位要显示的位置 LcdWriteData(Wdata); //将要显示的数据Wdata写入LCD } //==========显示指定座标的一串字符子函数=========== void ePutstr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char const *ptr) //在x列y行处显示ptr指向的字符串 { unsigned char i,j=0; while(ptr[j]>31) j++; //ptr[j]>31时为ASCII码，j累加，计算出字符串长度 for(i=0;i>15; //以下根据EEPROM中的值对获取的温度数据的进行补偿换算 x2=((long)mc<<11)/(x1+md); b5=x1+x2; temperature=(b5+8)>>4; conversion(temperature); //调用温度显示转换函数 DisplayOneChar(5,0,bai); //显示温度十位 DisplayOneChar(6,0,shi); //显示温度个位 DisplayOneChar(8,0,ge); //显示温度小数后一位 bmp085ReadPressure(); //读取气压 up=ReadPressure[0]<<8|ReadPressure[1]; //合成气压数据 up&=0x0000FFFF; b6=b5-4000; //以下根据EEPROM中的值对获取的气压数据的进行补偿换算 x1=(b2*(b6*b6>>12))>>11; x2=ac2*b6>>11; x3=x1+x2; b3=(((long)ac1*4+x3)+2)/4; x1=ac3*b6>>13; x2=(b1*(b6*b6>>12))>>16; x3=((x1+x2)+2)>>2; b4=(ac4*(unsigned long)(x3+32768))>>15; b7=((unsigned long)up-b3)*(50000>>0); if(b7<0x80000000) p=(b7*2)/b4; else p=(b7/b4)*2; x1=(p>>8)*(p>>8); x1=(x1*3038)>>16; x2=(-7357*p)>>16; pressure=p+((x1+x2+3791)>>4); conversion(pressure); //调用气压显示转换函数 DisplayOneChar(4,1,shiwan); //显示气压的百位 DisplayOneChar(5,1,wan); //显示气压的十位 DisplayOneChar(6,1,qian); //显示气压的个位 DisplayOneChar(8,1,bai); //显示气压小数后一位 DisplayOneChar(9,1,shi); //显示气压小数后二位 } //==================主函数===================== void main(void) { delay_nms(400); //延时400ms等待电源稳定 DDRA=0xff;PORTA=0x00; DDRB=0xff;PORTB=0x00; DDRC=0xff;PORTC=0xff; DDRD=0xff;PORTD=0xff; //初始化I/O口 InitLcd(); //LCD初始化 Init_BMP085(); //BMP085初始化 ePutstr(0,0,str0); //显示温度 delay_nms(10); DisplayOneChar(10,0,0xdf); //显示特殊符号 delay_nms(10); ePutstr(0,1,str1); //显示气压 while(1) { bmp085Convert(); //调用转换 delay_nms(1000); } } 上述程序中，是运用延时来等待数据转换完成的，并没使用EOC脚来检查转化是否完毕。同时，程序利用EEPROM中的值对获取的数据进行补偿换算的方法是直接来自BMP085的数据手册，若对换算代码有问题可参看其手册。气压数据采用了常规的16位数据，并没有扩展到19位。另外，由于在程序中大量使用了长整型数据格式，所以在IAR开发环境中编译时仍然要把编译优化选项改成Low或Medium(具体参见第一章)，系统才能正常运行。若选择不优化(None)时，可能在液晶屏得不到任何显示。究其原因可能与IAR的编译环境有关，这一点要非常注意～～把程序下载到单片机中，按要求接好连线，给系统上电，就可以在液晶屏上看到实时的温度和气压数据了

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